Resumen
Procedure for obtaining fibres and porous sheets of indium oxide alloyed with tin oxide using thermal evaporation, notably for electron gun bombardment, consisting in performing an electron bombardment with an energy level of up to 10 KeV, at a deposition speed of 35A/min.,evaporation being carried out using a sintered wafer comprising 87% In2O3 and 13% SnO2 weight, performed at glass substrate temperatures (Ts) of 120 degrees C to 400 degrees C at a base pressure of <10-<7> Torr and 2x10-<6>-10-<5> Torr residual. The films obtained have a thickness of several microns, are highly conductive, with random and arborescent growth fibres, it being observed that as Ts increases, so does the size of the fibre, its crystallinity, adherence, conductivity, surface Sn concentration and oxygen deficiency, the resulting deposit being resistant to air heat treatments up to 450 degrees C and usable as an electrochemical sensor or support for elements used as catalyses.< IMAGE >The method is new. The method comprises bombardment with electrons of energy up to 10 KeV, with deposit velocity 35 AA/second to cause evaporation of tablet composed of 87 wt.% of In2O3 and 13 wt.% of SnO2, at temperature of glass substrate (Ts) 120-400[deg]C, base pressure 1->7> Torr and residual pressure 2 X 10->6> - 10->5> Torr. Obtained films have various thicknesses, high conductivity, and chaotic and arborescent fiber growth. Increase of substrate temperature Ts results in increased size of fibers, crystallinity, adherence, conductivity, surface concentration of Sn and oxygen deficiency. Obtained deposit is resistant to thermal treatment in presence of air up to 450[deg]C.
Reivindicaciones
1. 1. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, caracterizado porque abaja densidad promedio de depósito 35Å/min. y con temperaturas entre120 ºC £ 400 ºC se crecen películas de ITO sobre vidriomuy conductoras, que presentan un tipo de cristalización fibrosa en formade ramificaciones, de crecimiento aleatorio con excepción a las crecidasTs=120 ºC que poseen una fuerte orientación preferencial [101] deuna fase metálica del Sn y de estructura tetragonal. 2. 2. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombeo con cañón de electrones, según la primerareivindicación, caracterizado porque a medida que se aumenta latemperatura de substrato en cada depósito aumentan el tamaño de lasfibras de las láminas, y cambian sus propiedades eléctricas, adherencia,ópticas y composición química. 3. 3. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según las anterioresreivindicaciones, caracterizado porque al realizar depósitos de ITO sobrevidrio entre 120 ºC £ Ts < 180 ºC, ya se observan la presencia delas fibras de menor tamaño, láminas oscuras de baja transmitancia en elrango visible, de crecimiento aleatorio con excepción a lasTs=120 ºC, de buenas propiedades eléctricas (resistividadW cm),de morfología rugosa y porosa, de estructura de fases cúbicaIn2O3, metálica tetragonal del Sn y una fase cúbica delcompuesto In2Sn2O(7-x). 4. 4. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo de cañón de electrones, según la primera ysegunda reivindicación, caracterizado porque al realizardepósito de ITO sobre vidrio entre 180 ºC £ 250 ºC, seobserva un aumento del tamaño de las fibras, su porosidad se hace másnotoria, son láminas más transparentes en el rango visible (60 %) paraespesores mayores de una micra, con un orden de aumento de laresistividad W cm, su estructura presentan lasmismas fases que las de menor Ts, explicadas en la reivindicaciónnúmero 3. 5. 5. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la reivindicaciónnúmero 4, caracterizada porque las células son posteriormente sometidas aun tratamiento térmico al aire (200 ºC £ 400 ºC) en 30minutos, así el depósito de ITO mejora su transmitancia hasta el 90 %en el visible, aumentando la resistencia de lámina y colapsándose lasfibras hasta aumentar el volumen de la película que se compacta,permitiendo su utilización como película ventana. 6. 6. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la primera ysegunda reivindicación, caracterizado porque al realizar depósitos de ITOsobre vidrio entre 250 ºC £ 400 ºC, se aprecian el mayoraumento del tamaño de las fibras ~ 2000Å, con mejorcristalización, adherencia al substrato, con resistividades en el ordenW cm, presentan solamente en su estructura una fasecúbica del óxido de indio (In2O3), son láminas opacas, de colorplomizo, en su composición química son deficientes de oxígeno y llegan al6 % como límite de solubilidad de la concentración de Sn. 7. 7. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la sextareivindicación, caracterizado porque al presentar las láminas un grantamaño de las fibras, mejor cristalización, adherencia y buenaconductividad se podrían utilizar como soportes de sensores catalizadoresque actúen en el rango de 120 a 450 ºC. 8. 8. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo por cañón de electrones, según las anterioresreivindicaciones, caracterizado porque en el procedimiento se contemplalas secuencias de proceso de limpieza, proceso de instalación, procesodel vacío, proceso de desgasificación, proceso de evaporación ytratamientos térmicos posteriores. 9. 9. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular con bombardeo con cañón de electrones, según la octavareivindicación, caracterizado porque en el proceso de limpieza se realizala limpieza de todo el sistema de evaporación del cañón de electrones,tal y como puede ser la campana de vacío, crisol, portasubstratos,varillas, cables de conexión, etc., así como del substrato de vidrio oportaobjetos con acetona y metanol, empleándose acetona y metanol enultrasonido a una temperatura de 60 ºC durante 5 minutos, para lalimpieza de los substratos y discos de grafito. 10. 10. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas de óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octavareivindicación, caracterizado porque en el proceso de instalación secolocan los substratos en el pedestal circular o portasubstratos,colocándose el termopar, preferentemente tipo K en buen contacto térmicocon uno de los substratos, por medio de un pequeño resorte de hilo deacero, revisándose las conexiones de las lámparas, y situándolas a lamisma distancia de separación de los substratos preferentemente 15centímetros, obteniéndose una temperatura uniforme del substrato ycolocándose la pastilla sinterizada de 87 % de óxido de indio(In2O3) y 13 % de óxido de estaño (SnO2) en peso en el crisol del cañón de electrones, con un peso de 10 gramos,verificándose la instalación de una balanza de monocristal de cuarzo queactúa como monitor de espesores. 11. 11. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octavareivindicación, caracterizado porque en el proceso devacío, se procede a realizar el vacío previo con la bomba rotatoria, ycuando en el sistema se obtiene la presión de vacío previo de ~ 10-2 Torr, se enciende la bomba turbo molecular, y cuando sealcanza en el sistema una presión de ~ 10-6 Torr, se introducela bomba iónica al sistema de vacío. 12. 12. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octavareivindicación, caracterizado porque en el proceso de desgase y con elpropósito de evitar impurezas en el depósito, así como para obtenermejores presiones de vacío base en el sistema y de mantener el vacíoresidual de trabajo en cada depósito, se procede a desgasificarla bomba iónica calentándola con una resistencia instalada en la basedel sistema de evaporación del cañón de electrones, donde se encuentraincorporada esta bomba, y el calentamiento se realiza a una temperaturaestable de 120 ºC durante 10 horas. 13. 13. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octava ydecimosegunda reivindicación, caracterizado porque en el proceso dedesgasificación y con objeto de evitar impurezas en el depósito, así comoel de obtener mejores presiones de vacío base, se desgasifican lossubstratos, realizándose el calentamiento de los substratos gradualmentecon las lámparas y un transformador variable hasta alcanzar unatemperatura por encima del valor de Ts de trabajo en cada depósito,obteniéndose presiones bases ~ 10-7 Torr después de 6 horas dehaber finali- zado los desgasificados. 14. 14. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octavareivindicación, caracterizado porque durante el proceso de evaporación,se procede a calentar los substratos con las lámparas hasta obtener latemperatura adecuada y constante en el depósito, en el intervalo queoscila entre 120 ºC a 400 ºC, abriéndose el sistema de refrigeración poragua del crisol del sistema de evaporación del cañón de electrones,encendiéndose la fuente del cañón de electrones y dando intensidad alpropio cañón, controlando que la presión no supere ~ 10-5 Torr. 15. 15. Procedimiento para la obtención de fibras y láminas porosas del óxidode indio aleado con óxido de estaño mediante evaporación térmica, y enparticular por bombardeo con cañón de electrones, según la octava ydecimocuarta reivindicación, caracterizado porque durante el proceso deevaporación se controla por medio de la balanza de monocristal de cuarzola tasa del depósito, con objeto de mantenerla constante cada vezque se realiza el aumento de la intensidad del cañón, evitando que elmaterial fuente, es decir la pastilla sinterizada de ITO, sufra unaevaporación térmica violenta, constatándose que con intensidades de 100mAal cañón equivalente a 200 watios de potencia y tiempos de unas 6 horasaproximadamente, se obtienen láminas de ITO de 1.2 m m de espesor,constatables por medio de un perfilómetro. 16. 16. Procedimiento para la obtención de fibrasy láminas porosas del óxido de indio aleado con óxido de estaño medianteevaporación térmica, y en particular por bombardeo con cañón deelectrones, según la octava reivindicación, caracterizado porque lostratamientos térmicos posteriores, consisten en recocer las láminasrecién crecidas al aire a diferentes temperaturas, en el intervalo de200 ºC a 400 ºC durante un tiempo que oscila entre 30 minutos a 1 hora,produciéndose la reorientación y compactación de las fibras.
